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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 山體滑坡及水位無線監(jiān)控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 山體滑坡每年都要造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。但是，山體滑坡是可以監(jiān)控與預(yù)測(cè)的。在山體大滑動(dòng)之前，山體表面的位移值，位移的加速度值和滑坡體地下水位置都會(huì)發(fā)生明顯的變化，本系統(tǒng)則在山體的多個(gè)采樣點(diǎn)設(shè)置位移傳感器與地下水位測(cè)控傳感器，分別測(cè)出兩者的變化量。同時(shí)將數(shù)據(jù)傳遞給單片機(jī)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給遠(yuǎn)端管理平臺(tái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，發(fā)出預(yù)警信號(hào)。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于山體滑坡發(fā)生前的變化，我們擬定了兩個(gè)主要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，包括山體的水平位移，地下水水位。 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體分為三部分，首先是數(shù)據(jù)采集部分，我們采用了超聲波傳感器測(cè)量山體水平位移與地下水水位。其次是數(shù)據(jù)處理部分，選用龍丘的一款單片機(jī)，通過編寫程序，將采集到的信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。最后，是數(shù)據(jù)傳輸部分，我們采用一對(duì)無線傳輸模塊作為一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，在不同的位置設(shè)立多個(gè)節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)式的無線傳輸系統(tǒng)，以達(dá)到采集大量數(shù)據(jù)量的目的。而且由于Zigbee技術(shù)的延時(shí)小，所以數(shù)據(jù)的傳輸是及時(shí)的。數(shù)據(jù)傳輸給遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)，有專業(yè)人士或者軟件進(jìn)行分析，如果超出預(yù)設(shè)值，那么監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警。 本系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的獨(dú)立系統(tǒng)，可以獨(dú)立完成監(jiān)控工作；主要作用是實(shí)現(xiàn)了無線傳輸，沒有信號(hào)的區(qū)域也可以得到監(jiān)控；最后實(shí)驗(yàn)演示成功，是地質(zhì)災(zāi)害的一次有意義的嘗試。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：減少經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。 思路：通過傳感器對(duì)山體水平位移、地下水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，經(jīng)過單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過無線傳輸網(wǎng)絡(luò)快速傳遞，在LCD屏上顯示出處理過的數(shù)據(jù)，及時(shí)與系統(tǒng)警戒值相比較，發(fā)出聲光報(bào)警，方便專業(yè)人員進(jìn)行進(jìn)一步分析，從而達(dá)到了對(duì)山體滑坡的監(jiān)測(cè)與預(yù)警。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)：在于無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種全新的網(wǎng)絡(luò)化信息獲取與處理技術(shù)。傳感器節(jié)點(diǎn)成本低,可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)滑坡監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行大范圍的節(jié)點(diǎn)布置,保證數(shù)據(jù)采集的深度, 為實(shí)現(xiàn)山體滑坡狀態(tài)監(jiān)測(cè)和預(yù)警提供巨量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一般山體滑坡監(jiān)測(cè)在現(xiàn)場(chǎng)布置固定的傳感器或儀表人工定時(shí)讀取的數(shù)據(jù)匯總數(shù)據(jù)得到滑坡的安全狀況，難以及時(shí)甚至無法捕捉到滑坡臨近失穩(wěn)前的最寶貴信息，不可能及時(shí)報(bào)警。 山體滑坡監(jiān)測(cè)的方法和手段可以分為有線方式和無線兩大類,由于山體滑坡監(jiān)測(cè)區(qū)域的地理?xiàng)l件復(fù)雜，使得有線系統(tǒng)部署起來困難,系統(tǒng)維護(hù)不便,并且監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的可靠性不高,一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),會(huì)影響后面節(jié)點(diǎn)的正常工作,從而影響整個(gè)系統(tǒng)的有效性和可靠性?，F(xiàn)有的無線監(jiān)測(cè)方式設(shè)備成本高,對(duì)干涉相位圖像質(zhì)量要求高,需要高分辨率的衛(wèi)星遙感圖像,這些決定了它不適合大范圍推廣與應(yīng)用。本系統(tǒng)采用基于zigbee無線傳感器組網(wǎng)技術(shù)，應(yīng)用價(jià)格相對(duì)低廉的芯片，組織無線傳輸網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性與采用GPS與GIS高成本的設(shè)備相比，不分伯仲。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 作品在2011年我校的第九屆“創(chuàng)新杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽結(jié)項(xiàng)答辯中獲得校級(jí)二等獎(jiǎng)。 在《硅谷》雜志上發(fā)表一篇關(guān)于本系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)論文《基于ZigBee技術(shù)的山體滑坡預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)》
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 計(jì)劃許可
作品可展示的形式
- 實(shí)物演示 圖片 視頻
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說明：由于是單片機(jī)lcd顯示，上電后顯示主界面，按下鍵盤上對(duì)應(yīng)的健，可以顯示不同的采集數(shù)據(jù)界面，同時(shí)連在電腦上的無線模塊將單片機(jī)傳過來的數(shù)據(jù)，顯示在用labview編寫的串口軟件上。如果發(fā)生滑坡,系統(tǒng)會(huì)發(fā)生報(bào)警，發(fā)出蜂鳴聲，同時(shí)lcd顯示出現(xiàn)數(shù)據(jù)異常的界面，然后單片機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)向遠(yuǎn)方的電腦發(fā)出警報(bào)。 優(yōu)勢(shì)：采用無線傳感器組網(wǎng)傳輸技術(shù)，可以準(zhǔn)確，及時(shí)獲得山體滑坡的數(shù)據(jù)，以便專業(yè)人員趕快處理，節(jié)省人力物力，具有很好的發(fā)展前途。 適用范圍： 多山雨多易發(fā)生滑坡的地區(qū)。 推廣前景 市場(chǎng)分析：由于我國是多山多雨的國家，山體滑坡嚴(yán)重危害了我國的人民生命及財(cái)產(chǎn)，所以市場(chǎng)需求還是很大的。 經(jīng)濟(jì)效益：一套設(shè)備保護(hù)一個(gè)地區(qū)十年乃至幾十年人民生命及財(cái)產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)效益還是無可估量。
同類課題研究水平概述
- 關(guān)于山體滑坡的監(jiān)控，國內(nèi)外有很多理論研究成果，監(jiān)測(cè)方式多種多樣，有紅外監(jiān)測(cè)，視頻監(jiān)測(cè)，激光監(jiān)測(cè)等；數(shù)據(jù)傳輸方式多采用GPRS無線傳輸； 成品較少，且多數(shù)成品實(shí)時(shí)性，可靠性較差。
